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betway必威官网手机版:蚂蚁和白蚁的差异,黑蚂

来源:http://www.abirdfarm.com 作者:betway必威官网手机版 时间:2019-11-29 05:28

如果你逛个街还还常常被高楼大厦晃得晕头转向找不到来时的地铁出口,或是出门买个菜就想不起来家在多远的地方,那么一只小小的昆虫就能让你佩服得五体投地。

betway必威官网手机版:蚂蚁和白蚁的差异,黑蚂蚁欣欣之六。新的研究报告称,蚂蚁不但会计步,而且还会在它们穿行于周围环境时用视觉追踪物体的移动,旨在确定它们走过的距离。这种对运动的追踪被称作光流;有若干种昆虫都会运用这种能力,但人们过去认为,蚂蚁很少使用光流法。

        黄昏时,往日里蚁儿们纷纷回到家门,可今日了了无几。欣欣她们知道,这是让暴风雨给害的。

蚂蚁和白蚁的区别蚂蚁和白蚁,在外形上都是体形很小的昆虫,营社会性生活,且都有搏斗的习性。因此,我国古代,或国外,许多记载中常将蚂蚁和白蚁混为一谈。直到现在,仍有人将白蚁误认为蚂蚁时有发生,以为白蚁就是“白色的蚂蚁”。事实上两者有着很大的差异,为两..

betway必威官网手机版 1 觅食的沙蚁会穿越撒哈拉沙漠灼热的沙子寻找死去的蜘蛛和其他节肢动物,从而为整个蚁群提供食物。当地条件是如此恶劣,以至于蚂蚁在往返于巢穴时不得不成为高效的导航者,从而避免被烤焦。 此前研究证实,这些昆虫会记下它们的步数,以测量自己走了多远。一项日前在线发表于《科学》杂志的研究则表明,它们还能仅靠视觉找到回家的路。沙蚁利用的是“光流”—— 一种类似于人们乘坐汽车时透过窗口估测距离和方向的方法。 为弄清真相,研究人员用亮黄色颜料“蒙住”蚂蚁的眼睛,以观察它们能否找到返回巢穴的路。无论是否被“蒙住”眼睛,行走至距巢穴一定距离的有经验的觅食者都能顺利返回,因为它们会记下到达该地点需要的步数。不过,只有被觅食蚂蚁携带至卫星巢穴时才会冒险出去的巢内工蚁,在被携带行走了与其觅食同伴一样的距离后,只能在不被“蒙住”眼睛的情况下才能返回巢穴。 尽管巢穴工蚁并不知道身处的地方离家有多少步,但它们能依靠视觉返回。这着实令人惊讶,因为视觉仅被认为在导航中发挥了辅助作用。 研究人员认为,这些蚂蚁在撒哈拉沙漠的栖息地是如此的危险,以至于它们进化出两种不同的机制——计步和光流——应对恶劣的环境。

想知道今天自己走了多少步,城市中的人类只要顺手点开自己的手机就能知道大概的结果。而许多蚂蚁更加厉害,它们身上居然预装了一个“计步器”,能通过计算自己行走的步数估测自己与巢穴的距离。在和蚂蚁同属膜翅目的昆虫中,蜜蜂和黄蜂这些会飞的家伙靠的则是“光流”(optic flow)测距——利用周围物体与自己的相对运动来估测自己的行进距离。“亲戚”们的这样高大上技能,蚂蚁会不会也在使用?科学家们一直很感兴趣,但具体到蚂蚁身上,计步器和光流这两个测距系统偏偏很难分开——眼睛可以被蒙上,但步子总是要迈的。研究似乎是没法做了,怎么办?

如今,Sarah Elisabeth Pfeffer 和 MatthiasWittlinger的研究结果表明,蚂蚁在迷路时,仅靠光流就可以找到回巢之路。他们对Cataglyphis双色沙蚁进行了研究,这种沙蚁的巢常常以卫星巢穴的形式分散于四周。

        “唉!”欣欣叹了口气,然后说:“我们回家吧!”便向家门走去。

蚂蚁和白蚁的区别

在非洲的撒哈拉沙漠,有一种名为双色沙蚁(Cataglyphis bicolor)的蚂蚁。它们需要在致命高温下觅食,因此不得不演化出非凡的识路能力——如果出远门觅食的蚂蚁无法在几分钟内及时回到巢穴中,它们就将命丧于灼热的砂砾之上。在科学家眼中,这些不起眼的小蚂蚁可是研究寻路行为的重要模式生物。他们发现,沙蚁属的成员具有“路径整合”能力,利用视觉和距离信息来计算回家路径。

有经验的觅食蚁会携带巢内工蚁往返于不同的卫星巢穴,这些工蚁对巢外环境的熟悉度甚小。先前的研究揭示,这些蚂蚁能根据其走过的步数来计算穿行的距离,即它们主要依赖其内置的里程计机制。

      说蚂蚁的家,其实是一城堡式的巢穴。这一家的大门,巧妙地建在大青石的横向石缝处。这样,下雨时雨水流不进家门,天睛时太阳又晒不着。加上上下通风透气,因此,天热也会有一丝丝的凉意,天冷又有一股股的暖流。所以,蚁儿们无论何时回到家 门,准有一个温馨的感觉。       

蚂蚁和白蚁,在外形上都是体形很小的昆虫,营社会性生活,且都有搏斗的习性。因此,我国古代,或国外,许多记载中常将蚂蚁和白蚁混为一谈。直到现在,仍有人将白蚁误认为蚂蚁时有发生,以为白蚁就是“白色的蚂蚁”。事实上两者有着很大的差异,为两种不同的昆虫。

在双色沙蚁中,来自德国乌尔姆大学的萨拉·普费弗(Sarah E. Pfeffer)和马蒂亚斯·维特林格(Matthias Wittlinger)还真找到了不用迈步子的个体——那些负责打理蚁巢的工蚁。

为探索这些蚂蚁如何用光流提示来导航,研究人员用一个步行通道将相邻蚁巢的2个入口连接起来

        欣欣她们来到了大门口,两个卫士兵蚁各站一边。兵蚁分别与她们碰碰触角,嗅嗅气味,如果是本巢的蚂蚁放行,否则拒之门外。      

蚂蚁在昆虫分类系统中属于较高等的膜翅目,有翅成虫的前翅大于后翅,与蜂类有一定的亲缘关系。而白蚁在昆虫分类系统中属于比较原始的等翅目昆虫,有翅戚虫的前后翅几乎等长,翅长超过身体。在进化道路上,与蜚蠊近缘。全世界已知白蚁种类在2000种以上,绝大多数分布于热带、亚热带地区。

不用自己爬的蚂蚁

和其他的蚂蚁一样,每群双色沙蚁都有自己的女王——蚁后。作为蚁群的核心,蚁后的居所当然是当之无愧的主巢。在主巢附近,辛勤的沙蚁还建立了大量的卫星巢穴,以更好地控制资源。年轻的沙蚁从孵化开始就开始进行清理卫生、照顾卵和幼虫以及修缮巢穴。随着年龄渐长,它们会开始做一些更危险的事:比如战斗,觅食等等。可这些经验丰富的觅食蚁都管不了巢中内务,卫星巢穴里也不会有新繁殖的沙蚁,修缮工作的还是落在年轻的工蚁身上——可它们常年在主巢活动,不认识外面的路,走丢了咋办?

让“老司机”带一带就好:当工蚁因为各种各样的问题需要离开自己的巢穴“出差”,一个经验丰富的觅食蚁会把它抱起来,运送到它将要抵达的目的地。这一程,管内务的工蚁可是六脚离地,全仰仗觅食蚁来前进。这就为普费弗和维特林格的研究提供了突破口。

betway必威官网手机版 2双色沙蚁中一只抱着工蚁快速前进的觅食蚁。图片来源:参考文献[1]

当一对觅食蚁与工蚁搬运途中被拆散,工蚁能够设法返回自己原本所在的巢穴。但在搬运过程中,工蚁的计步器理应不起效果。此时它们依赖的测距工具,会是眼睛吗?普费弗和维特林格用一条直线通道将两个撒哈拉沙漠蚁的巢穴连在一起,让一对儿“老司机”抱着它的“乘客”走上大概10米的路程,然后拆散它们。他们将乘客转移到另一条与原路平行的通道上,然后观察它的行为。

betway必威官网手机版 3抱持行为中两只蚂蚁的动作细节。图片来源:参考文献[1]

正常状态下,和“老司机”分开的“乘客”会有两次搜索行为。第一次是在刚刚被“赶下车”的时候,它们可能是在迷惑:“唉,俺的宝马咋不见了?”而在确认自己被半路撇下这个悲惨事实后,它们会原路返回,在走过之前被搬运的距离后搜索:“俺的家理应在这里了啊。”当然,由于通道被换了,工蚁测距再精准也是找不到巢的。

为了搞清楚这样的测距本领到底是不是和视觉有关,维特林格团队从一开始把工蚁的复眼腹侧给“蒙上”了。之前的研究表明,这样做并不会影响走路蚂蚁的测距——计步器依然生效。但对全程没在走路的工蚁来说,这剥夺了它们借助光流信息来测距的可能性。结果表明,这些双色沙蚁虽然依然会出现第一次找同伴的搜索行为,但在抵达巢穴应该在的位置时却没有找窝的意思。这意味着,在计步器不中用的时候,光流法对于双色沙蚁的测距也是很重要的。当两个系统都无法发挥作用时,它们就难以估测自己离家的距离。

betway必威官网手机版 4从觅食蚁上被拆除下来的工蚁,被放置在测试通道后在不同位置的相对搜寻强度(RSD)。OF:光流组(不蒙上复眼腹侧);BF:蒙眼组。图片来源:参考文献[1]

一旦觅食蚁携其巢友在某个方向行进了10米时,它们会被分开,而被携带的巢内工蚁会被放置在相同距离之外,但方向相反。在被分开地点进行最初搜寻之后,被携带的巢内工蚁最终会开始返巢之旅,它们会在其期待的蚁巢周围来回搜寻,其长度范围接近10米。

        若外巢蚁硬闯,对付的则是一阵打骂;若同时几只来纠缠,则门内还有四只兵蚁严阵以待;若外巢蚁成群结队前来攻击,则兵蚁们立即发出信号,蚁王根据信号的危重程度,立刻组织或大或小队的兵蚁前往迎击。如果巢穴受到动物或人类的破坏,蚁王则立马动员全巢蚁儿倾巢出击。       

蚂蚁的体色大都较暗,有黑、褐、棕、黄、桔红等色,有的还具斑纹。其胸腹间有明显细腰节。白蚁的工蚁、兵蚊大多淡白色或灰白色,但某些种类的工蚁和兵蚁是深色的,如须白蚁属和印度白蚁属都呈褐色,同时有翅成虫多数带有颜色。有的黄色,如黄翅大白蚁;有的黑色,如黑翅土白蚁。因此,白蚁并非都是白色或浅黄褐色,且色泽不能作为区别蚂蚁和白蚁的一种依据。

相互独立的测距系统

那么,工蚁的这两套测距系统,是否能够互相交换位置信息呢?研究者进行了新的实验:他们仍然选择一对双色沙蚁,并让它们完成10米的路程。而在这10米结束之后,他们才蒙上工蚁的复眼腹侧。这样,工蚁一路上能看到路上的信息,如果这两套系统之间存在信息交换,那么光流系统所获得的信息就可能传达给“计步器”完成测距工作。

但结果,这种情况下被蒙眼的工蚁,和那些从一开始就看不到东西的工蚁,表现出了完全相同的行为——它们会在刚刚“下车”时进行一次搜索,但对自己巢穴的位置没什么感觉。这意味着,至少在被抱持的双色沙蚁中,这两套系统之间并没有信息交换。也就是说,它们彼此独立工作,却并不沟通,两方面的信息对于双色沙蚁都很重要。

普费弗和维特林格的蚂蚁实验结果最终发表在《科学》杂志上,这让我们对蚂蚁如何感知环境有了更深入的认识。但这些厉害的测距者身上,仍有许多疑问等待他们的解答。至于这项研究对路盲们有什么帮助,它似乎离帮助人们解决迷路的问题还有一段距离,不过既然进化给了我们能够发明出地图App的头脑,还要数步数干嘛呢?

(编辑:Calo;审稿:王企珂)

然而,一组作为对照的被携工蚁如在分开和释放时被“蒙住眼睛”,它们就无法找到蚁巢,这表明,它们是用光流提示来估算距离的。

        第一、二轮是兵蚁们奋不顾身的撕咬搏斗,随后是成千的工蚁与兵蚁一道,进行蚁海战斗。        

蚂蚁和白蚁都是社会性昆虫,两者在组织结构上有着某种程度上的相似性,但还存在一定的差异性。蚂蚁群体中有蚁王、蚁后、工蚁和兵蚁之分,而工蚁和兵蚁均是雌性个体,并且蚁后在建巢的初期需要亲自筑巢、觅食、饲育幼蚁等,以后才由工蚁代替。兵蚁主要负责抵御外敌侵入和保卫群体安全。在没有兵蚁的种类中,由工蚁负责防卫任务。生殖蚁一般都有翅,在生殖季节雄性和雌蚁进行婚飞、交配,然后雄蚁不久死去,而雌蚁脱去双翅,回到蚁巢中产卵。

参考文献:

  1. Pfeffer, Sarah E., and Matthias Wittlinger. "Optic flow odometry operates independently of stride integration in carried ants." Science 353.6304 (2016): 1155-1157.

进一步的实验揭示,光流和里程计是以独立方式测算的,这赋予蚂蚁2种独特的导航系统。

        蚁儿们不击退侵犯者,决不罢休。她们与家共存亡,只有战死没有逃离的!同时,蚁王组织工蚁搬离蚁卵和蚁后,并将其藏匿起来。      

白蚁也有蚁王、蚁后、工蚁和兵蚁之分。蚁王和蚁后也称繁殖蚁,体形较大,尤其是蚁后,有极其膨大的腹部。繁殖蚁有发育完全的生殖器官,主要起交配、产卵的作用。一般在一个巢群中有一对原始蚁王和蚁后,有些种类有2。3对,部分种类还有短翅补充蚁王和蚁后,以及无翅补充蚁王和蚁后。原始蚁王和蚁后虽然没有翅,但它们都是群体中有翅的生殖蚁发育而来,经婚飞、交配后才脱去双翅。交配后蚁王和蚁后还能正常生活在一起,但其食物都需工蚁提供,为寄生性品级。在群体中占很大比例的工蚁和普遍存在于低等白蚁类群中的兵蚁通常称为非繁殖蚁。这类白蚁虽有完整的生殖器官,但因发育不全而失去生殖能力,是蚁巢的建设者和保卫者,既有雄性个体,也有雌性个体。其中工蚁担负着筑巢、搬运、清扫、觅食及哺育幼蚁、饲喂生殖蚁和兵蚁的任务,以维持群体的正常生活。

        欣欣她们过了大门口,那四只兵蚁与之又互嗅气味,双方确定后互行致敬礼。         

蚂蚁和白蚁在外部形态上有以下区别:蚂蚁的触角为膝状,胸腹间突然变细成腰.有翅成虫的前翅大于后翅,且翅脉特代面简单,翅长几乎等于或略长于体身。白蚁的触角为念珠状,胸腹间不突然变细成腰。有翅成虫的前后翅几乎等长,翅脉原始而复杂,有时有网状结构,翅长超过体长。在个体发育中,蚂蚁属完全变态昆虫,由卵到成虫经过幼虫期和蛹期。白蚁的变态属于不完全变态,由卵到成虫经过幼蚁或若蚁期,无蛹期。

        她们高兴地走在了巢内的一条大通路上,梅花说:“还是家好,凉爽舒适,心里踏实。”桃花说:“家的味道,亲人的味道,还有自己房子的味道,外出再远,都掂记着绝不会忘记。”      

蚂蚁不畏光,复眼发达。除少数种类外,活动时一般不筑蚁道。白蚁的工蚁和兵蚁畏光,白天不经常活动。大多数种类现已退化,活动和取食时,有蚁路和泥被掩护,平常难以发现。

        “是啊!家多么熟悉,多么温馨!我住在二环六层三道第二号房子,田田紧挨我旁边第三号。有空闲请你们来玩玩。”欣欣高兴的说。      

蚂蚁食性很广,分植食性、肉食性或杂食性,有贮粮习性。白蚁的食料主要是术材和古纤维素的物质。它蛀蚀木质建筑,危害堤防,应予以防治和消灭。除少数种类外,一般不在巢穴内贮粮。

        李花说:“好啊!我们都是朋友了,串串门聊聊天,有好吃的一起吃,有好玩的一块乐!”   

        梅花说:“我住在三环五层六道第一号房子。这样离欣欣姐你俩较近,今晚做完家务,我就去你们房间玩。”欣欣欣然应允了。       

        接着各自都报了房牌号。           

        蚁巢穴所谓的环,就是蚁巢纵向的一条螺旋大通路。每一环从巢最底的到最高的,都有一条螺旋大通路相连。螺旋大通路的螺距,刚好是两只半蚂蚁的高,大通路的宽度为三只半蚂蚁的横向宽。      

        所谓的层,就是蚁巢横向每一圈,即每一螺旋大路的一圈,也就是每一螺距为一层。      

        所谓的道,即每一层中的每一方格中间的通道,宽度为两只蚂蚁的横向宽。       

        每一方格通道的两边各有两间房子,即每一方格有四间房子(即一至四号)。高度即两个半蚂蚁的高,也就是螺距的高。      

        随着每一环螺旋大通路的沿升,上一方格比下一方格稍高,每间房挨螺旋大路的上角有小窗口。这样蚁巢从下到上,从内到外,环环相通,层层相连,道道相接,房房透气。

      这就形成了一座交通发达,通气良好,冬暖夏凉的美妙城堡——蚂蚁王国。蚁儿们在家简直就是一种享受。

        随着蚂蚁的增多,环也在增加,其它设施一起跟上,巢穴也不断增大增高,这样就形成了一座兴旺发达、蓬蓬勃勃的蚁巢城堡。   

        蚁巢的中心是一条应急大通道,上可直达顶部,下可直接底面,巢穴最里一环的每一层的方格通道,有四条交差直通大通道,以供应急时使用,平时则走每一环的螺旋大路。

        巢的最底层还建有暗道几处,以供蚁后和蚁王在遇到不测时,秘密转移,而平时又可用做进风口。  

      巢的顶部和最外层的表面有通气孔,最底层是蚁王和蚁后居住的地方,那里宽畅而舒适,蚁后住大间,蚁王住小间。大间与小间有通道,便于交流和交配。巢的最顶层为孵化室,下一层为成蛹室也是新蚁诞生室。      

        根据各种信号和情况,蚁王肩负着发出各种指令的责任;蚁后则专职产卵,每日产几十至上百枚卵。    

        受精后的卵孵化出的蚁为雌性,分有兵蚁和工蚁,工蚁占大多数。当巢穴屡遭危害时,则兵蚁又相对多些。      

        兵蚁个子壮外皮坚韧,头粗且硬,两只钳牙粗而较长,牙的顶端尖利而带勾,以便于战斗,以及处罚违规的蚂蚁。                    

        工蚁个子小外皮柔软,头和牙也较小,但六肢发达而有力,腹部坚挺且极富弹性,以利于外出觅食和搬运食物,行走敏捷迅速。兵蚁工蚁都有螫针,在争斗中能蛰注蚁酸。            

        不受精的卵,蚁后定时也会生产,并能孵化出蚂蚁,但,是雄性的,即蚁王。蚁后日常的饮食起居和卫生,由专门的工蚁来负责。卵的孵化到成蛹,再成蚂蚁为十四天。分两个过程:一、孵化,喂养,七天;二、再吐丝把幼蚁成蛹,又七天。从蛹的一瑞咬开一口子,随即把它拉出来,就成了一只新生蚁,共计十四天。这些也是由专业工蚁来完成。

        另外,在底层周围还建有附巢穴数个,这些是用来蓄存粮食的仓库。

        全巢的兵蚁和工蚁都是蚁后所生,且没有繁殖能力的。因此,蚁后根本不用担忧自己会被同巢蚂蚁推翻,篡夺王后位。        

        工蚁是最辛苦而又最勤劳的。她们简直可以说是任劳任怨。兵蚁则忠于职守,为保护家园冲锋陷阵,在所不惜。       

        有繁殖能力的雌蚁和雄蚁,蚁后也会根据情况生产,但,他们长成后必须离开巢穴,而另辟新巢。这样一个新的蚂蚁王国又诞生了。       

        欣欣她们各自走向自己的房间,临别时欣欣说:“有事相约请使用我们的通讯密码(是她们在树洞里避雨时订的),别忘了!”“好!知道了。”蚁儿们别看她那个高兴样,能把自家门回了。      

        欣欣和田田刚一回到房间,蚁王就发出指令信息:      

        “所有在家的工蚁们,以及下班了的兵蚁们,注意了!因为下午一场暴风雨,许多工蚁今晚回不来了,她们负责照料的新生蚁,无人照料了。请你们做完自己的家事后,到周围看看没人照料的新生蚁,请你们带她们回自己的家,先帮照料着。谢谢你们,辛苦了。”      

        指令信息一发完,全巢在家的蚂蚁都繁忙起来。欣欣和田田照料好自己的新生蚁后,马上到周围查看。

        欣欣安抚着没人照料的新生蚁,并扫理卫生,田田根据新生蚁数去粮仓领取食物。姐妹俩忙前忙后,当喂食完毕,己近三更了。      

        大家都一片忙碌,梅花也没空闲来玩。        

        蚁儿们够累的!

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